[發明專利]一種可用于FRET熒光探針供體的聚合物通用熒光平臺及其應用

有效

• 申請號: 202110740382.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113402655B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 張曉琳;馬思陽;孫頌堯;馬春艷;李建軍;周濤
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F216/14;C08F8/32;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 赫澤坤

一種可用于FRET熒光探針供體的聚合物通用熒光平臺及其應用，屬于有機化學和高分子材料化學技術領域。本發明將甲基丙烯酸甲酯與4?烯丙氧基苯甲醛通過合理配比聚合，并進一步通過高效的希夫堿反應引入香豆素熒光團制備本發明中的通用聚合物藍光平臺MS?1。MS?1通過MS?1和MS?2分步制備得到。本發明利用香豆素熒光團制備得出的聚合物通用熒光平臺原料易得，合成簡單易行，成本低廉。當與成熟的長波長熒光探針組合后，可實現對目標分子的比例熒光檢測，甚至可通過顏色實現肉眼直觀檢測。

技術領域

本發明屬于有機化學和高分子材料化學技術領域，具體涉及一種可用于FRET熒光探針供體的聚合物通用熒光平臺及其應用。

背景技術

自21世紀以來，由于光纖傳感器在工業分析、生物化學、藥物檢測等具有巨大的應用潛力，這類傳感器一直被密切關注(Adv Optical Mater.2021,9,2001913)。設計出這種傳感器需要具有高靈敏度的新型功能材料，并不容易實現。而熒光傳感器聚合物材料由于檢測性能優異、易于制備成聚合纖維材料已成為研究人員攻克的重點方向。但由于熒光傳感器濃度過大易發生熒光猝滅使其檢測靈敏度大大下降，如何在在聚合物基質中保持探針的傳感特性是一個巨大的挑戰。

相比于單純依賴于熒光強度來進行目標分子識別，比例熒光探針用兩個波長的熒光強度比值和顏色的雙重變化來檢測目標分子不僅適合于肉眼觀測，更加直觀，同時也避免了儀器損耗、溶劑以及溫度變化等客觀因素所引起的檢測誤差，使檢測靈敏度大大提高(Chem Soc Rev.2016,45,2976)。但在合成上要將兩個不同發射波長的熒光團組合于一個分子中，并且不影響比率熒光識別目標分子，則需要精密的分子設計和復雜的合成過程。相比之下，特異性識別目標的單波長熒光探針則在合成上更容易實現，且有很多成熟的分子可供選擇。

因此，本發明預期實現開發一個通用的聚合物藍光平臺，將具有優異光物理性能的藍光發射熒光團香豆素以適當配比組合到聚合纖維材料中，通過控制香豆素配比使其在聚合物中保持適當距離，避免聚集。在這個香豆素聚合物通用熒光平臺中，香豆素即可作為熒光共振能量轉移(FRET)的能量供體，亦可同時作為熒光內標。而在識別目標分子時，只需選擇可以和香豆素具有良好能量匹配的成熟熒光探針，將其以適當配比與聚合物通用熒光平臺組合，就可以實現對目標分子的雙波長熒光檢測，不僅避免單熒光檢測時易受干擾的缺陷，同時也降低了分子設計的難度。這樣的一個聚合物通用熒光平臺的開發，也使熒光探針后期制備成柔性納米織物成為了可能，這將大大擴展其應用領域。

發明內容

本發明的目的是將簡單易得的藍光發射團香豆素通過希夫堿反應與制備的帶醛基活性位點的聚合物分子組合，制備可發射藍光的聚合物通用熒光平臺，并進一步將此平臺與單純熒光增強識別汞離子的熒光探針進行組合，其可實現對汞離子的高靈敏度的比率熒光檢測，避免了單純熒光增強所受的外界干擾。本發明的聚合物通用熒光平臺一方面有利于熒光探針后期的成型加工(如可通過靜電紡絲制備柔性膜)，另一方面可通過控制聚合物分子上醛基活性位點的濃度使香豆素在聚合物中濃度適宜，預期可避免固體材料中由于香豆素的聚集導致熒光猝滅。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：將甲基丙烯酸甲酯與4-烯丙氧基苯甲醛通過合理配比聚合，并進一步通過高效的希夫堿反應引入香豆素熒光團制備本發明中的通用聚合物藍光平臺MS-1，其具體結構式如下：

為了進一步考察其應用效果，本發明將該聚合物通用熒光平臺與已發表的羅丹明熒光探針MS-4進一步組合，協同實現對目標分子的雙波長比率熒光檢測。